兰州冬季气溶胶的谱特征及其折射率

从兰州冬季气溶胶的实测资料出发，分析得到兰州冬季气溶胶的粒径质量谱呈双峰特征，在近地面和６００ｍ高度谱相似，而质量浓度则有明显的日变化。在假设气溶胶质量密度随粒径不变时，气溶胶气地面层的谱分布可根据其粒径质量谱的特征拟合成Ｊｕｎｇｅ谱加Ｄｅｉｒｍｅｎｄｊｉａｎ谱形式的双谱模式。     

可变粒子的二组元有限扩散凝聚集团的多重分形谱

采用蒙特卡罗方法，模拟了可变粒子的二组元有限扩散凝聚（DLA）集团。获得了二组元DLA集团的斑图结构，计算了二组元DLA集团的分维和多重分形谱，结果表明：加入少量的大粒子，二组元DLA各向异性的结构变得更加明显，而当大粒子浓度上升到一定程度时，二组元DLA斑图结构趋于一组元DLA，当大粒子浓度等于100％时，两组元DLA斑图结构与一组元DLA一样；随着大粒子浓度的上升，多重分形谱的谱宽Δα=αmax-αmin先达到一个最大值，然后随着浓度的继续增加而下降，最后接近一组元DLA的谱宽。     

基于Matlab的大气气溶胶粒子散射特性研究

本文主要利用Matlab编程软件模拟大气气溶胶粒子的模型结构和电磁散射的传输过程。通过数值计算得到了气溶胶粒子散射特性的一般规律。     

气溶胶粒子形状对其辐射特性影响的研究

在处理大气的长、短波辐射时常常假定粒子为球形。本用扩展边界条件法及Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法计算了随机取向的非球形气溶胶粒子的衰减、吸收截面、相函数、不对称因子、单次散射反照率等辐射参量，研究了形状因子及粒子表面粗糙度对这些量的影响。     

气溶胶凝聚粒子的分形模拟

分析了大气气溶胶特性的研究意义及气溶胶粒子的分形特征.基于DLA模型模拟了不同原始微粒数目凝聚生长的分形气溶胶凝聚粒子,并将模拟结果与实验观察结果相比较,验证了模拟结果的可靠性.给出了凝聚粒子分形维数随原始微粒数目的变化曲线,结果显示,原始微粒数目直接影响凝聚粒子的分形维数.     

稀释体系气溶胶粒子近壁动力特性及壁面影响

以极端稀释气溶胶体系中单个粒子为研究对象,建立了考虑受重力浮升力、表面势力和布朗热动力作用的运动控制方程,运用布朗动力学方法数值模拟了近壁处气溶胶粒子的动力特性规律. 结果表明,壁面之上一定范围内(约50个气溶胶粒子半径)存在一个壁面影响区,区域中气溶胶粒子的动力特性有别于无界大空间中的气溶胶粒子,且其厚度远大于壁面对粒子作用力的范围(约1个粒子半径). 最后讨论了不同表面特性、不同粒子半径时壁面影响区的变化规律.     

天津郊区夏季气溶胶谱分布特征观测研究

2009年7月11日到8月14日, 在天津市武清区对粒径在0.02~1.00 μm范围内的气溶胶粒子谱分布进行了连续观测。在对气溶胶谱分布资料进行详细统计分析和参数化的基础上, 研究了其日变化规律及其与风速、风向等气象条件的关系。在该粒径范围内, 气溶胶粒子数浓度的平均值为1.7×10⁴cm^-3, 体积浓度的平均值为59 μm³/cm³。气溶胶的数浓度和谱分布具有明显的日变化规律, 粒子数浓度在道路交通的早晚高峰期间和午后太阳辐射最强的时间段出现峰值, 这与道路上机动车的排放和光化学反应中的气?粒转化过程密切相关。局地风速和风向对气溶胶浓度有显著影响。总体而言, 粒子浓度的高值均出现在低风速条件下, 与风向没有明显的依赖关系, 这说明本地源排放是粒子的重要来源。粒子浓度随着风速增加而降低, 且在盛行南风时出现相对高值, 这说明当地受到来自南部较污染地区输送的影响。     

应用积分浑浊度仪研究兰州城市冬季大气气溶胶

利用积分浑浊度仪监测得到的散射系数和多波段光度计观测资料分析了兰州冬季大气气溶胶的一个个例的散射光学特征.用散射系数计算了后向散射比、不对称因子、单次反照率、波长指数等重要的辐射参数,为气溶胶辐射强迫研究以及气溶胶辐射强迫参数化方案提供了基础资料.在此基础上建立了一种适合利用散射系数反演气溶胶细微粒子谱分布的方法.     

剥谱方法解析海洋沉积物粒径谱

建立了剥谱解析沉积物粒径谱方法，该方法用高斯函数表示每个组分的粒径谱，由总谱数据确定高斯函数参数．应用该方法对胶州湾沉积物粒径谱进行了分析．分析结果显示：胶州湾不同站点沉积物的细粒径组分比较相似．显示其来源一致性；粗粒径组分则随着采样站点的不同存在显著的差异．     

气溶胶粒子的吸收对散射光强的影响

研究了气溶胶粒子的球形和旋转椭球两种模型的吸收效应对散射光强分布的影响. 文中使用Mie散射理论和T矩阵两种方法,分别得到了球形粒子和旋转椭球粒子对正入射的偏振光和非偏振光散射的散射光强随散射角的变化关系,同时,给出了气溶胶粒子的吸收效应对后向散射光强影响的仿真结果. 根据计算出的结果模拟得到了后向散射光强与球形气溶胶粒子的吸收效应成指数关系,而与旋转椭球气溶胶粒子吸收效应成非线性变化关系.      

海洋大气边界层中大气气溶胶产生和发展数值模拟

建立了一个包含凝结过程、核化过程、凝并过程并可以描述粒子尺度变化的大气气溶胶模式,模拟了遥远海洋大气边界层中背景大气气溶胶的发展演变过程,计算结果表明气溶胶数浓度和ＳＯ２的大气浓度之间不是线性关系。新粒子的产生能力决定于已经存在的粒子分布和ＳＯ２浓度,已经存在的粒子减弱了新粒子的产生能力,而ＳＯ２浓度则明显地对粒子的产生有加强作用。     

一种快速高斯粒子滤波算法

为改善高斯粒子滤波(GPF)算法的实时性,研究了一种快速的GPF算法.在GPF的预测及更新步骤中用初始粒子群的线性变换取代高斯分布采样,以降低生成新粒子群所需时间,提高滤波算法的运行速度.对两种生成粒子群方法的复杂度及粒子群所代表的分布进行了分析,分析结果表明:线性变换法和高斯采样法生成的粒子群所代表的分布相同,且线性变换法的运行效率更高.将粒子滤波算法(PF),GPF算法及改进后的GPF算法分别应用于一维的一种离散时变非线性模型和二维的基于角度目标跟踪(BOT)模型,仿真结果表明:改进后GPF算法预测性能不变,速度得到了提高,生成1 000个粒子平均需时22 ms,比GPF算法减少了6 ms.     

基于CALIOP数据的气溶胶光学厚度反演研究

星载激光雷达在大气气溶胶探测上具有观测范围大、精度高以及连续测量等优点,对于大气污染监测和气候变化研究具有重要意义.以星载激光雷达CALIOP L1b数据为基础,利用Fernald近端分析法反演了整层大气柱上气溶胶消光系数及其光学厚度.选择武汉市为试验区域,计算了2007年8月至12月期间武汉上空的气溶胶光学厚度,与地面光度计的实测数据比较表明,CALIOP反演的AOD精度较高.     

高Knudsen数及低peclet数下气溶胶粒子的耦合碰并

研究了高Ｋｎｕｄｓｅｎ数下弱重力和强Ｂｒｏｗｎ耦合碰并问题．在高Ｋｎｕｄｓｅｎ数条件下，介质可采用分子体系近似，由此建立高Ｋｕｎｄｓｅｎ数下分子体系中粒子的对分布方程．在低Ｐｅｃｌｅｔ数条件下，使用奇异扰动理论中的匹配渐近展开法，求得了该条件下碰并率的三阶渐进展式．并将结果和低Ｋｎｕｄｓｅｎ数下连续介质近似的情况做了比较．结果表明分子体系中的气溶胶碰并率远大于连续介质中的碰并率．     

近红外波段气溶胶粒子形状和性质对散射特性的影响

为了研究近红外波段气溶胶粒子的形状和性质对散射特性的影响,将气溶胶粒子视为非球形粒子,并用T矩阵理论对0.94 μm波段的气溶胶粒子进行了一系列计算分析.计算结果表明:进行单个气溶胶粒子的散射计算时其形状因子是不可忽视的元素,单个气溶胶粒子的散射相函数随着粒子形状的不同在前向和后向有明显变化;进行气溶胶粒子前向体散射计算时非球形粒子近似成球形粒子带来的误差较小,后向误差仍较大;气溶胶粒子性质的不同,即折射指数和数密度的不同对散射特性影响较大.     

基于卫星气溶胶光学厚度反演地面能见度算法的研究

为了获得大范围的能见度空间分布信息,提出一种把MODIS卫星气溶胶光学厚度陆面产品转化为地面能见度分布的反演算法。该算法以CALIPSO卫星的气溶胶标高为更新观测值,以GEOS-Chem模拟的气溶胶标高场为背景场,通过最优插值的资料同化方法,将两者整合成误差更小的气溶胶标高分析场,然后通过气溶胶标高分析场,把MODIS卫星气溶胶光学厚度转化为地面能见度。与中国地区地面气象多年观测资料的对比结果表明,反演能见度与观测能见度之间,点对点的月相关系数可达0.5以上,两者多年的逐月变化趋势与地域分布形势较为一致。     

二氧化锡超微粒子气敏薄膜的复数阻抗谱研究

用直流气体放电活化反应蒸发法制备了二氧化锡超微粒子薄膜，测量了薄膜的阻抗谱，验证了超微粒子薄膜的内部模拟等效电路。研究了温度、还原性气体以及热处理对阻抗谱的影响，并用氧吸附理论和晶界热垒理论定性地解释了这些现象。     

基于碳化硼慢化体和涂硼微结构中子探测器的通用中子能谱仪设计和解谱方法研究

本文提出了一种基于碳化硼慢化体和涂硼微结构中子探测器的通用中子能谱仪设计方法, 获得了计算最优慢化体厚度和探测器响应函数的通用公式, 并用蒙特卡罗方法进行了验证和修正, 可实现对中子能谱仪的快速设计. 该类能谱仪可实现各中子响应函数之间的解耦, 使每个探测器对各个分立能量区间的中子最为敏感, 具有较强适用性和灵活性. 基于该方法, 我们设计了一个用于硼中子俘获治疗（BNCT）超热中子能谱测量的能谱仪, 通过Gravel算法实现了中子能谱解析, 并提出了一种具有良好普适性的基于响应函数的预置谱设置方法. 结果表明, 该能谱仪对单能中子的峰位解析精度约为1%, 对BNCT连续谱的解析均方差约为0.76%, 具有较大技术优势和可行性.     

流动气溶胶边壁损失率的理论与实验研究

作者应用扩散理论建立了包括粒子凝并效应在内的流动气溶胶在圆管中的浓度分布数学模型，导出在层流状态下气溶胶边壁损失率计算式，采用ＣＮＣ浓度仪、ＤＭＰＳ／Ｃ粒度仅对管道中亚微米气溶胶计数浓度和粒度分布进行了微机自动检测。理论与实验研究结果表明：气溶胶边坐损失率与扩散系数、重力沉降速度成正比，与管径成反比，而与边界层厚度无关。边壁损失率实验结果与理论值基本吻合。     

液体气溶胶粒子间相互作用的仿真研究

针对气溶胶在大规模场地试验会耗费大量的人力物力成本的问题,同时气溶胶本身具有的有害影响不可控,为了提高试验的效率和保证试验的安全可靠性,本文采用CFD软件对气溶胶形成及扩散过程进行计算机仿真研究.本文首先对气溶胶混合气形成的过程进行数值模拟研究,搭建物理和数学模型模拟液态气溶胶生成过程,通过加入气溶胶注入器数目模拟多个气溶胶来源之间的相互影响;再将气溶胶连续注射到立方体模型中,分散气溶胶的浓度被允许自然衰减一段时间.结果如下：当液态气溶胶进入到环境中时,随着时间的推移液态气溶胶在环境中扩散,并且在中下部聚集;当环境压强增加时,扩散速率会有减少.分析仿真结果得出,液态气溶胶模型可以作为一种有效的工具,用于合理分析液态气溶胶扩散所造成的影响.